CN116799426A - 一种防爆片及电池 - Google Patents
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Abstract
为了克服现有防爆片发生严重形变降低电池安全性能的技术问题,本申请提供一种防爆片和电池,防爆片包括爆破主体,所述爆破主体上形成有薄弱区和多个加强筋,所述加强筋于所述爆破主体的一侧形成有凹槽,所述加强筋于所述爆破主体的另一侧形成有凸起,所述加强筋至少部分围合形成加强区域,所述加强区域的部分区域向靠近所述加强区域的中部收缩。本申请提供的防爆片,提高防爆片的结构强度,减少形变的发生,保持爆破压力阈值的稳定性。
Description
技术领域
本发明属于电池技术领域,具体涉及一种防爆片及电池。
背景技术
锂离子电池以其高能量密度、高电压、长寿命、自放电率低、环境友好等优点,被广泛应用于电动汽车、轮船动力、工业及家用储能等领域。为了电池的安全考虑,通常会在锂离子电池盖板上设置防爆阀,在防爆阀内设在防爆片,防爆片上设置有刻痕,刻痕处为防爆片最薄弱的部位,当电池内部压力达到一定值时,即电池内部压强增大并超过防爆片的开启压力时,防爆片将从刻痕处破裂进行泄压,释放电池内部压力,防止电池内部压力进一步增大而导致电池爆炸,保证电池的安全性能。因此防爆片性能尤其重要,既要保证电池正常使用时的抗压强度,又要保证达到防爆片阈值时及时泄压。现有技术中的防爆片,防爆片自身厚度薄,抗变形强度差,设置在防爆片中的加强筋大多是与刻痕连接的两个半圆结构,虽能增加抗变形强度,但抗变形强度仍低,应用动力电池中时,由于电池内部的压力因使用工况不但变化,也容易导致防爆片自身发生不但伸缩形变,影响刻痕处的破裂压力,防爆片的爆破压力值增大,降低电池安全性能使用寿命。
发明内容
本发明所要解决的技术问题:现有防爆片抗变形强度低,自身发生严重形变,降低电池安全性能的技术问题,本申请提供一种防爆片和电池。
本申请提供了一种防爆片,所述爆破主体上形成有薄弱区和多个加强筋,所述加强筋于所述爆破主体的一侧形成有凹槽,所述加强筋于所述爆破主体的另一侧形成有凸起,所述加强筋至少部分围合形成加强区域,所述加强区域的部分区域向靠近所述加强区域的中部收缩。
优选的,多个所述加强筋均不与所述爆破主体的外周相交,多个所述加强筋围合形成所述加强区域,所述加强区域包括两个第一变形区,两个所述第一变形区相连接,在第一方向上所述第一变形区的面积向靠近两个所述第一变形区相连接的方向收缩;
或,多个所述加强筋围合形成所述加强区域,所述加强区域包括第二变形区和两个第一变形区,所述第二变形区设置在两个所述第一变形区之间,在第一方向上所述第一变形区向靠近所述第二变形区的方向收缩。
优选的,多个所述加强筋分别为弧型加强筋组和条形加强筋组,所述弧型加强筋组包括多个第一圆弧加强筋和多个第二圆弧加强筋,多个所述第一圆弧加强筋分别位于所述爆破主体的两端,所述条形加强筋组包括多个直线型加强筋,多个所述直线型加强筋位于多个所述第一圆弧加强筋之间,且每个所述第一圆弧加强筋的两端分别与所述直线型加强筋连接,多个所述直线型加强筋相交于一点,
或,多个所述直线型加强筋的延伸线相交于一点,位于同侧的两个所述直线型加强筋通过所述第二圆弧加强筋连接。
优选的,多个所述第一圆弧加强筋分别为第一半圆弧加强筋和第二半圆弧加强筋,多个所述第二圆弧加强筋分别为第一圆弧段调节型加强筋和第二圆弧段调节型加强筋,多个所述直线型加强筋分别为第一直线段加强筋、第二直线段加强筋、第三直线段加强筋和第四直线段加强筋;
所述第一半圆弧加强筋和所述第二半圆弧加强筋分别位于所述爆破主体的两端,且所述第一半圆弧加强筋的圆心和所述第二半圆弧加强筋的圆心位于所述第一半圆弧加强筋和所述第二半圆弧加强筋之间;所述第一直线段加强筋和所述第二直线段加强筋分别与所述第一半圆弧加强筋的两端连接,形成一个所述第一变形区;所述第三直线段加强筋和所述第四直线段加强筋分别与所述第二半圆弧加强筋的两端连接,形成另一个所述第一变形区;
所述第一直线段加强筋和所述第三直线段加强筋同侧设置,所述第一直线段加强筋和所述第三直线段加强筋通过所述第一圆弧段调节型加强筋连接,所述第二直线段加强筋和所述第四直线段加强筋同侧设置,所述第二直线段加强筋和所述第四直线段加强筋通过所述第二圆弧段调节型加强筋连接,所述第一圆弧段调节型加强筋和所述第二圆弧段调节型加强筋之间形成所述第二变形区。
优选的,所述第一直线段加强筋、所述第二直线段加强筋、所述第三直线段加强筋和所述第四直线段加强筋的延伸线相交于一点,且交点位于所述第一半圆弧加强筋和所述第二半圆弧加强筋的圆心连线上。
优选的,所述薄弱区设置在所述加强筋外周,或所述薄弱区设置在所述爆破主体的外周,所述薄弱区包括至少一个刻槽,所述刻槽的截面为梯形或V形。
优选的,所述防爆片还包括固定部,所述固定部设置在所述爆破主体的外周,所述固定部与所述爆破主体的连接处设置所述薄弱区;所述固定部结构为跑道型,所述刻槽数量为一个时,所述刻槽为环形或弧形;
所述刻槽数量为多个时,所述刻槽为弧形,多个所述刻槽间隔设置在所述爆破主体与所述固定部的连接处。
优选的,所述刻槽包括第一刻槽和第二刻槽,所述第一刻槽的深度小于所述第二刻槽的深度,所述第一刻槽和所述第二刻槽间隔设置。
优选的,所述固定部两端设置有第一半圆弧段和第二半圆弧段,所述第一半圆弧段的圆心和所述第二半圆弧段的圆心位于所述第一半圆弧段和第二半圆弧段之间,所述第一半圆弧段的圆心、所述第二半圆弧段的圆心、所述第一半圆弧加强筋的圆心和所述第二半圆弧加强筋的圆心在所述爆破主体方向上的投影位于同一条直线上。
优选的,所述第一圆弧加强筋、所述第二圆弧加强筋和所述直线型加强筋均冲压成型,所述第一圆弧加强筋外侧的凸起高度、所述第二圆弧加强筋外侧的凸起高度和所述直线型加强筋外侧的凸起高度均为0.08mm~0.12mm,所述第一圆弧加强筋外侧的宽度、所述第二圆弧加强筋外侧的宽度和所述直线型加强筋外侧的宽度均为0.3mm-0.6mm。
优选的,所述防爆片包括如下a至k中的至少一个技术特征:
a.所述薄弱区具有刻槽,所述刻槽整体呈环状或者具有缺口的环状;
b.所述加强筋及所述加强区域均位于所述薄弱区内,且均位于由所述刻槽形成的所述环状内部;
c.所述防爆片整体具有跑道型形状;
d.呈跑道型形状的所述防爆片的宽长比为1/3至2/3;
e.所述薄弱区具有刻槽,所述刻槽整体呈环状或者具有缺口的环状,所述环状或者所述具有缺口的环状均具有跑道型形状;
f.所述加强筋围合形成封闭闭环的加强区域,或者所述加强筋围合形成具有缺口的大部分闭环的加强区域;
g.所述加强区域在未收缩前的形状呈跑道状,所述加强区域的收缩区域为跑道状的直边区域中的至少一侧;
h.所述加强区域在未收缩前的形状呈跑道状,所述加强区域的收缩区域为跑道状的直边区域中的两侧;所述收缩区域收缩后的最小直径为收缩前宽度的1/6至1/2;
i.所述加强区域在未收缩前的形状呈跑道状,所述收缩区域为跑道状的直边区域的整个直边区域;
j.所述收缩区域的最小直径处位于所述防爆片的中部;
k.所述薄弱区具有刻槽,所述刻槽整体呈跑道环状或者具有缺口的跑道环状,所述加强区域在未收缩前的形状呈跑道状,所述加强区域的收缩区域为跑道状的直边区域中的整个直边区域,所述加强区域在未收缩前的跑道状距离所述刻槽的跑道环状的间距为所述刻槽的跑道环状的宽度的1/5至3/5。
另一方面,本申请提供一种电池,包括上述所述的防爆片。
有益效果:
与现有技术相比,本申请提供的防爆片,包括爆破主体,爆破主体上形成有薄弱区和多个加强筋,加强筋至少部分围合形成加强区域,加强区域的部分区域向靠近加强区域的中部收缩,通过部分区域收缩,使得加强筋内部区域也相对加强,能够为防爆片提供更充足的形变空间,进而改善“电池内压高低(未达限定范围)变化时,收缩变形导致“刻痕处材料疲劳”破裂提前开阀,造成电池报废“的问题。本申请提供的防爆片,在提高防爆片结构强度的同时,也防止或减少防爆片形变的发生,保证爆破压力阈值稳定性,在电池内部压力增大到防爆片的阈值时,防爆片正常破裂,使得电池内部的气体得到释放,保证电池的安全性能。
附图说明
图1是本申请第一实施例提供的防爆片结构示意图;
图2是本申请第一实施例提供的防爆片剖视图;
图3是本申请第一实施例提供的图2中A部分放大图;
图4是本申请第四实施例提供的防爆片结构示意图;
图5是本申请第四实施例提供的防爆片剖视图;
图6是本申请第三实施例提供的防爆片结构示意图;
图7是本申请第三实施例提供的防爆片剖视图。
其中,1、固定部;2、爆破主体;3、加强筋;301、第一半圆弧加强筋;302、第二半圆弧加强筋;303、第一圆弧段调节型加强筋;304、第二圆弧段调节型加强筋;305、第一直线段加强筋;306、第二直线段加强筋;307、第三直线段加强筋;308、第四直线段加强筋;4、刻槽;41、第一刻槽;42、第二刻槽;5、凹槽。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
为了说明本发明的技术方案,下面通过具体实施例来进行说明。
如图1-图7所示,本申请提供一种防爆片,防爆片安装于电池顶盖的防爆阀中,用于释放电池内部的膨胀气体,避免电池内部压力过大导致电池爆炸的风险。防爆片包括固定部1和爆破主体2,固定部1设置在所述爆破主体2的外周,爆破主体2上形成有加强筋3。防爆片包括固定部1,厚度一般较厚,用于安装焊接在电池壳体或者电池顶盖上对应的防爆凹槽中。爆破主体2是在电池内部的压力过大,超过防爆片的阈值,爆破主体2破裂,电池内部的气体得到释放,降低电池内部的压力,保证电池的安全性能。
所述爆破主体2上形成有薄弱区和多个加强筋3,所述加强筋3于所述爆破主体2的一侧形成有凹槽,所述加强筋3于所述爆破主体2的另一侧形成有凸起,具有提高防爆片的结构强度,减少防爆片形变的发生,保持爆破压力阈值的稳定性,保证电池的安全性能的作用。
所述加强筋3至少部分围合形成加强区域,所述加强区域的部分区域向靠近所述加强区域的中部收缩。通过部分区域收缩,使得加强筋3内部区域也相对加强,能够为防爆片提供更充足的形变空间,进而改善“电池内压高低(未达限定范围)变化时,收缩变形导致“刻痕处材料疲劳”破裂提前开阀,造成电池报废“的问题。
具体的,所述加强筋3至少部分围合形成加强区域,可以是加强筋3围设成封闭的加强区域,也可以是加强筋3部分围成具有缺口的相对封闭的加强区域,也即是,在封闭的加强区域基础上设置了缺口。该加强区域向靠近所述加强区域的中部收缩,即加强区域向靠近所述加强区域的内侧收缩,或者也可以理解为加强区域向靠近所述加强区域的内部收缩。图1至图3的具体实施例中,即为加强筋3围成封闭的跑道形加强区域相对于内侧收缩的情形。
具体的,多个所述加强筋3均不与所述爆破主体2的外周相交,多个所述加强筋3围合形成所述加强区域,所述加强区域包括两个第一变形区,两个所述第一变形区相连接,在第一方向上所述第一变形区向靠近两个所述第一变形区相连接的方向收缩。
或多个所述加强筋3围合形成所述加强区域,所述加强区域包括第二变形区和两个第一变形区,所述第二变形区设置在两个所述第一变形区之间,在第一方向上所述第一变形区向靠近所述第二变形区的方向收缩。
如图1所示,第一方向为防爆片的长度方向,防爆片宽度方向与第一方向垂直。具体的,防爆片的长度比防爆片的宽度长。在第一方向上,两个所述第一变形区相连接,是指两个第一变形区相交,相交处可以是直线还可以是点。且两个第一变形区向靠近两个所述第一变形区相连接的方向收缩。第二变形区位于两个第一变形区之间,且两个第一变形区向靠近第二变形区的方向收缩,可以理解的是第二变形区的面积可以小于至少一个第一变形区的面积,或者是第二变形区的面积大于至少一个第一变形区的面积。同理,两个第一变形区的面积相同,或者是两个第一变形区的面积不同。应当理解的是,图示给出的是防爆片呈跑道形状的示例,当然,本申请的防爆片同样适用于圆形防爆片的情形。
进一步的,在爆破主体2上且位于加强筋3的外周形成第三变形区,第三变形区便于限定压力范围及时开阀。位于加强筋3内的两个第一变形区,周围分布多个加强筋3,筋位均匀分布,适度加强,能够顺位第三变形区,在限定压力范围及时开阀,提高电池。位于加强筋3内的第二变形区,筋位集中加强,防止电池内压高低(未达限定范围)变化时,收缩变形导致“刻痕处材料疲劳”破裂提前开阀,造成电池报废。
本申请提供的防爆片,在提高防爆片结构强度的同时,也防止或减少防爆片形变的发生,保证爆破压力阈值稳定性,在电池内部压力增大到防爆片的阈值时,防爆片正常破裂,使得电池内部的气体得到释放,保证电池的安全性能。
在第一实施例中,多个所述加强筋3分别为弧型加强筋组和条形加强筋组,所述弧型加强筋组包括多个第一圆弧加强筋和多个第二圆弧加强筋,多个所述第一圆弧加强筋分别位于所述爆破主体2的两端,所述条形加强筋组包括多个直线型加强筋,多个所述直线型加强筋位于多个所述第一圆弧加强筋之间,且每个所述第一圆弧加强筋的两端分别与所述直线型加强筋连接,多个所述直线型加强筋相交于一点,或多个所述直线型加强筋的延伸线相交于一点,位于同侧的两个所述直线型加强筋通过所述第二圆弧加强筋连接。
具体的,多个第一圆弧加强筋和多个第二圆弧加强筋的数量均为2个及以上;多个直线型加强筋的数量为2个及以上。多个第一圆弧加强筋、多个第二圆弧加强筋和多个直线型加强筋都不与爆破主体2的外边缘连接或相交,能够在保证证防爆片增强区强度均匀分布同时,也能保持爆破压力阈值的稳定性,保证电池的安全性能,简化防爆片的制作工艺。若多个第一圆弧加强筋、多个第二圆弧加强筋和多个直线型加强筋与爆破主体2的外边缘连接或相交,爆破主体2外缘与刻槽4连接的附近强度增加,相应增加防爆片的工艺制作难度,降低模具寿命。
所述弧型加强筋组包括多个第一圆弧加强筋,多个所述第一圆弧加强筋分别位于所述爆破主体2的两端,加强防爆片强度。可以理解的是,在爆破主体2的两端可以分别设置有一个第一圆弧加强筋,还可以是在爆破主体2的每端分别设置多个第一圆加强筋。可以理解的是,还可以在爆破主体2上设置多个散乱分布的8字型或葫芦型的加强结构,或者是一个大的8字型的加强结构内再设置有一个或多个小的8字型加强结构。
每个直线型加强筋相交于一点,或每个直线型加强筋的延伸线相交于一点,都具有提高防爆片结构强度的作用。其中,当每个直线型加强筋相交于一点,加强筋的加工工艺难度增加,降低生产效率和生产良率。每个直线型加强筋的延伸线相交于一点,即为每个直线型加强筋都不相交,且每个直线型加强筋的延伸线相交于一点,在确保防爆片结构需增强区域强度均匀的同时,也减少了加工难度,提高了加强筋的可加工性。
位于同侧的相邻两个直线型加强筋通过第二圆弧加强筋连接,在提高加强筋3结构强度的同时,也减少了加工难度,提高加强筋3的可加工性。
在第一实施例中,位于同一端的多个所述第一圆弧加强筋、多个所述直线型加强筋之间形成所述第一变形区;多个所述第二圆弧加强筋之间形成所述第二变形区。
第一变形区的侧面有第一圆弧加强筋、直线型加强筋,加强筋筋位均匀分布,适度加强,顺位第三变形区在限定压力范围及时开阀,提高电池安全性能。第二变形区的侧面有二圆弧加强筋,筋位集中加强,防止电池内压高低(未达限定范围)变化时,收缩变形导致“刻痕处材料疲劳”破裂提前开阀,造成电池报废。
在第一实施例中,加强筋3围合形成的结构为葫芦型结构或8字型结构,提高防爆片的结构强度。
在第一实施例中,所述薄弱区设置在所述加强筋3外周,或所述薄弱区设置在所述爆破主体2的外周,所述薄弱区包括至少一个刻槽4,所述刻槽4的截面为梯形或V形。
具体的,薄弱区设置在加强筋3的外周,是指薄弱区设置在爆破主体2上,且不与固定部1连接。薄弱区设置在爆破主体2的外周,一般是薄弱区设置在爆破主体2与固定部1的连接处。需要说明的是,薄弱区还可以设置在加强筋3内侧。
薄弱区是在电池内部压力过大,超过承受力度,沿着薄弱区破裂,从而释放电池内部气体,防止电池发生爆炸的风险。
在第一实施例中,所述防爆片结构为跑道型,所述固定部1与所述爆破主体2的连接处设置所述薄弱区;固定部1的结构为跑道型。如图1所示,所述爆破主体2与所述固定部1的连接处设置有至少一个刻槽4,所述刻槽4数量为一个时,所述刻槽4为环形;所述刻槽4数量为多个时,所述刻槽4为弧形。
爆破主体2与固定部1的连接处设置刻槽4,电池内部压力过大,超过刻槽4的承受力度,沿着刻槽4破裂,从而释放电池内部气体,防止电池发生爆炸的风险。固定部1结构为跑道型,刻槽4是沿着爆破主体2与固定部1的连接处设置,刻槽4数量为一个时,刻槽4是环形结构,刻槽4数量为多个时,刻槽4为弧形结构。需要说明的是,当刻槽4为弧形结构时,刻槽4的数量大于等于2。
在一些实施例中,固定部1的厚度为0.4-0.6mm,爆破主体2的厚度为0.15-0.35mm。爆破主体2的厚度优选0.2~0.25mm。
固定部1主要焊接在电池壳体或者电池顶盖上对应的防爆凹槽中,固定部1的厚度要比爆破主体2的厚度厚,防止焊穿。
在第一实施例中,如图3所示,所述刻槽4的截面为梯形或V形,所述梯形的底部角度为50~90°,所述刻槽4的宽度为0.08~0.12mm。梯形截面的刻槽4,且梯形底部角度小,刻槽4宽度小,电池内压升高达到设定爆破值时,便于防爆阀开启,防止飞溅能够起到较好的防爆作用。
在第一实施例中,刻槽4最薄弱处的厚度为0.05~0.1mm。刻槽4厚度较薄,在电池内部压力达到防爆片的阈值时,有助于通过厚度较薄的刻槽4处破裂,保证电池内部气体的释放,保证电池的安全性能。
第一刻槽41第二刻槽42第一刻槽41第二刻槽42第一刻槽41第二刻槽42
第二刻槽42第二刻槽42第二刻槽42第一刻槽41在第一实施例中,如图1所示,多个所述第一圆弧加强筋分别为第一半圆弧加强筋301和第二半圆弧加强筋302,第二圆弧加强筋分别为第一圆弧段调节型加强筋303和第二圆弧段调节型加强筋304,多个所述直线型加强筋分别为第一直线段加强筋305、第二直线段加强筋306、第三直线段加强筋307和第四直线段加强筋308;
所述第一半圆弧加强筋301和所述第二半圆弧加强筋302分别位于所述爆破主体2的两端,且所述第一半圆弧加强筋301的圆心和所述第二半圆弧加强筋302的圆心位于所述第一半圆弧加强筋301和所述第二半圆弧加强筋302之间;所述第一直线段加强筋305和所述第二直线段加强筋306分别与所述第一半圆弧加强筋301的两端连接,形成一个所述第一变形区;所述第三直线段加强筋307和所述第四直线段加强筋308分别与所述第二半圆弧加强筋302的两端连接,形成另一个所述第一变形区;
所述第一直线段加强筋305和所述第三直线段加强筋307同侧设置,所述第一直线段加强筋305和所述第三直线段加强筋307通过所述第一圆弧段调节型加强筋303连接,所述第二直线段加强筋306和所述第四直线段加强筋308同侧设置,所述第二直线段加强筋306和所述第四直线段加强筋308通过所述第二圆弧段调节型加强筋304连接,所述第一圆弧段调节型加强筋303和所述第二圆弧段调节型加强筋304之间形成所述第二变形区。
如图1所示,第一直线段加强筋305、第二直线段加强筋306、第三直线段加强筋307和第四直线段加强筋308都不相交,但其延伸线相交于一点,所述第一直线段加强筋305和所述第三直线段加强筋307通过所述第一圆弧段调节型加强筋303连接,所述第二直线段加强筋306和所述第四直线段加强筋308通过所述第二圆弧段调节型加强筋304连接,不仅能够起到加强防爆片结构强度的作用,也具有可加工性。第一圆弧段调节型加强筋303、第二圆弧段调节型加强筋304是起到过渡连接的作用。
如图1所示,爆破主体2包括第一变形区、第一变形区、第三变形区;加强筋3的外周为第三变形区。第一半圆弧加强筋301、第一直线段加强筋305和第二直线段加强筋306之间形成的区域定义为第一区域,第二半圆弧加强筋302、第三直线段加强筋307和第四直线段加强筋308之间形成的区域定义为第二区域,第一区域和第二区域均为第一变形区。第一圆弧段调节型加强筋303和第二圆弧段调节型加强筋304之间的区域为第二变形区。
在一优选实施例中,所述第一直线段加强筋305、所述第二直线段加强筋306、所述第三直线段加强筋307和所述第四直线段加强筋308的延伸线相交于一点,且交点位于所述第一半圆弧加强筋301和所述第二半圆弧加强筋302的圆心连线上,具有提高加强筋3结构强度的作用。
在第一实施例中,刻槽4结构为弧形或环形,当刻槽4结构为弧形时刻槽4至少包括一个圆弧段。第一半圆弧加强筋301和第二半圆弧加强筋302的半径d1与刻槽4的圆弧段半径d2的比值为(40~60):100,优选(50~55):100,更优选(52~53):100。此范围的限定有助于提高加强筋3的力学性能,提高结构强度。
在第一实施例中,所述第一圆弧加强筋、第二圆弧加强筋和所述直线型加强筋均冲压成型,所述第一圆弧加强筋背离电芯的一侧侧的凸起高度、第二圆弧加强筋背离电芯的一侧侧的凸起高度和所述直线型加强筋背离电芯的一侧侧的凸起高度均为0.08mm~0.12mm,所述第一圆弧加强筋背离电芯的一侧侧的宽度、第二圆弧加强筋背离电芯的一侧侧的宽度和所述直线型加强筋背离电芯的一侧侧的宽度均为0.3mm-0.6mm。
具体的,如图2所示,第一圆弧加强筋、第二圆弧加强筋和直线型加强筋均冲压成型,则第一圆弧加强筋、第二圆弧加强筋和直线型加强筋均爆破主体2所在平面,其背离电芯的一侧凸出高度为0.08-0.12mm,同时并与爆破主体2的靠近电芯一侧形成凹槽5,其凹槽5深度也为0.08-0.12mm。如此,通过冲压形成的第一圆弧加强筋、第二圆弧加强筋和直线型加强筋,能够提高加强筋3的结构强度,还能形成一定的缓冲空间,减少电池内部压力对防爆片最薄弱处即刻槽4处的影响。冲压形成的凹槽5最大宽度为0.2-0.5mm,优选0.4-0.5mm,如此能够形成较好的缓冲作用。
在第一实施例中,所述第一圆弧加强筋、第二圆弧加强筋和直线型加强筋截面为弧形。凹槽5的截面也为弧形。
在第一实施例中,所述固定部1结构为跑道型,所述固定部1两端设置有第一半圆弧段和第二半圆弧段,所述第一半圆弧段的圆心和所述第二半圆弧段的圆心位于所述第一半圆弧段和第二半圆弧段之间,所述第一半圆弧段的圆心、所述第二半圆弧段的圆心、所述第一半圆弧加强筋301的圆心和所述第二半圆弧加强筋302的圆心在所述爆破主体2方向上的投影位于同一条直线上。
具体的,所述第一半圆弧段的圆心、所述第二半圆弧段的圆心、所述第一半圆弧加强筋301的圆心和所述第二半圆弧加强筋302的圆心位于同一条直线上,能够进一步提高防爆片的结构强度。优选的,所述第一半圆弧段的圆心、所述第二半圆弧段的圆心、所述第一半圆弧加强筋301的圆心和所述第二半圆弧加强筋302的圆心在所述爆破主体2方向上的投影位于同一直线上,且相互靠近。
在第一实施例中,所述第一直线段加强筋305、所述第二直线段加强筋306、所述第三直线段加强筋307和所述第四直线段加强筋308相交形成的夹角中的其中一个角度为A1,所述第一直线段加强筋305、所述第二直线段加强筋306、所述第三直线段加强筋307和所述第四直线段加强筋308的延伸线相交形成的夹角中的其中一个角度为A2,A1和A2范围均为100°~120°。四条直线段加强筋相交或延伸线相交形成的其中一个角的角度范围都在100~120°,第一直线段加强筋305、所述第二直线段加强筋306、所述第三直线段加强筋307和所述第四直线段加强筋308之间结构牢固,有助于提高防爆片的强度。
在一优选的实施例中,所述第一直线段加强筋305、所述第二直线段加强筋306、所述第三直线段加强筋307和所述第四直线段加强筋308相交形成的其中一个角度为A1,所述第一直线段加强筋305、所述第二直线段加强筋306、所述第三直线段加强筋307和所述第四直线段加强筋308的延伸线相交形成的其中一个角度为A2,A1范围为50°~70°,A2范围为130°~110°。在优选的范围内,四条直线加强筋形成的角度更有利于增强防爆片的强度。
在第一实施例中,第一圆弧段调节型加强筋303的半径和第二圆弧段调节型加强筋304的半径和第一半圆弧加强筋301的半径相等或相近,和/或与第二半圆弧加强筋302的半径相等或相近。此条件的限制,能够进一步提高凹槽5的缓冲作用。
在第一实施例中,进一步的,所述防爆片包括如下a至k中的至少一个技术特征:
a.所述薄弱区具有刻槽4,所述刻槽4整体呈环状或者具有缺口的环状;也就是说,刻槽4结构为环状,或者具有缺口的环状,如弧形等。当具有缺口的环状时,如本申请的第四实施例,具有防止电芯内压急速升高防爆片爆破时破裂区飞溅,通过缺口位置处能够避免或者减少防爆片飞溅,还能在一定程度上控制防爆片的开启方向。
b.所述加强筋3及所述加强区域均位于所述薄弱区内,且均位于由所述刻槽4形成的所述环状内部;如此,当加强筋3及所述加强区域均位于所述薄弱区内时,加强筋3及加强区域能够进一步集中加强,防止电池内压高低(未达限定范围)变化时,收缩变形导致“刻槽4处材料疲劳”破裂提前开阀,造成电池报废。
c.所述防爆片整体具有跑道型形状;当然,本申请的防爆片也可以为圆形。
d.呈跑道型形状的所述防爆片的宽长比为1/3至2/3;且不限于此。具体的,当跑道型形状的所述防爆片的宽长比为1/3至2/3,且配合其中近似呈“8”字形的加强筋3形成的加强区域,能够对防爆阀起到进一步的加强作用,减少电池正常使用挤压或者产气时对防爆阀的影响,维持正常的防爆阈值。
e.所述薄弱区具有刻槽4,所述刻槽4整体呈环状或者具有缺口的环状,所述环状或者所述具有缺口的环状均具有跑道型形状;也可以理解为刻槽4形成跑道型形状或者具有缺口的跑道型形状。当具有缺口的时,防止电芯内压急速升高防爆篇爆破时破裂区飞溅,通过缺口位置处能够避免或者减少防爆片飞溅,还能在一定程度上控制防爆片的开启方向。
f.所述加强筋3围合形成封闭闭环的加强区域,或者所述加强筋3围合形成具有缺口的大部分闭环的加强区域;也可理解为,附图中的给出的进似“8”字的加强区域可以是完全封闭的,也可以是略有缺口的未完全封闭状态。
g.所述加强区域在未收缩前的形状呈跑道状,所述加强区域的收缩区域为跑道状的直边区域中的至少一侧;需要说明的是,本申请限定加强区域的未收缩前和相对收缩后的收缩区域,主要是为了便于理解描述加强区域的形状,应当理解的是,其并不是对加强区域的工艺的实际限制。具体的,所述加强区域在未收缩前的形状呈跑道状,也可以理解为,所述加强区域在未收缩前的形状与防爆片的跑道型形状相一致或者近视,整体呈跑道状或者大体呈跑道状,所述加强区域的收缩区域为跑道状的直边区域中的至少一侧,也就是可以是直边区域的一侧收缩,当然也可以是两个直边区域均收缩,形成为图4类似的形状。
h.所述加强区域在未收缩前的形状呈跑道状,所述加强区域的收缩区域为跑道状的直边区域中的两侧;也就是跑道状的直边区域中的两侧都收缩,即形成为图4类似的形状。具体的,所述收缩区域收缩后的最小直径为收缩前宽度的1/6至1/2;当然,由于收缩区域位于跑道状的直边区域,收缩前宽度即为未收缩前的两个直边区域的距离,通过将所述收缩区域收缩后的最小直径为收缩前宽度的1/6至1/2,如此,能够使得防爆片进一步被加强,更好地维持防爆刻槽4的防爆阈值。
i.所述加强区域在未收缩前的形状呈跑道状,所述收缩区域为跑道状的直边区域的整个直边区域;如此,使得整个直边区域均收缩,能够起到更好的防护作用,维持防爆片的正常功能。
j.所述收缩区域的最小直径处位于所述防爆片的中部;如此,防爆片的中部位置处形成了相对距离较短的加强筋3,能够使中部进一步加强,避免应力集中,从而能够起到更好的防护作用,维持防爆片的正常功能。
k.所述薄弱区具有刻槽4,所述刻槽4整体呈跑道环状或者具有缺口的跑道环状,所述加强区域在未收缩前的形状呈跑道状,所述加强区域的收缩区域为跑道状的直边区域中的整个直边区域,所述加强区域在未收缩前的跑道状距离所述刻槽4的跑道环状的间距为所述刻槽4的跑道环状的宽度的1/5至3/5。经申请人发现,采用上述尺寸的加强筋3收缩后形成的加强区域,能够起到更好的防护作用,维持防爆片的正常功能。
在第二实施例中,仅刻槽4的数量和设置方式与上述第一实施例不同,其余相同。具体为爆破主体2与所述固定部1的连接处设置有多个刻槽4,刻槽4数量为多个时,刻槽4为弧形结构。多个所述刻槽4间隔设置在所述爆破主体2与所述固定部1的连接处。
多个所述刻槽4间隔设置在所述爆破主体2与所述固定部1的连接处,两个相邻的刻槽4之间部分,具有防止电池内部压力急速升高,防爆片爆破时破裂区飞溅的作用。
如图6-7所示,在第三实施例中,仅刻槽4的数量和设置方式与上述第一实施例不同,其余相同。具体为爆破主体2与所述固定部1的连接处设置有多个刻槽4,刻槽4数量为多个时,刻槽4为弧形结构。刻槽4包括第一刻槽41和第二刻槽42,所述第一刻槽41的深度小于所述第二刻槽42的深度,所述第一刻槽41和所述第二刻槽42间隔设置。
具体的,是在爆破主体2与固定部1的连接处,沿着爆破主体2的外周环形间隔设第一刻槽41、第二刻槽42,第一刻槽41和第二刻槽42位于同一环形线上。第一刻槽41的深度小于第二刻槽42的深度,第二刻槽42深度较深,电池内部压力达到第二刻槽42的承受力度时,即电池内部压力达到防爆片的阈值时,有助于通过深度较大的第二刻槽42处破裂,保证电池内部气体的释放,保证电池的安全性能。第一刻槽41具有防止电池内部压力急速升高,防爆片爆破时破裂区飞溅的作用。
如图4-5所示,在第四实施例中,仅刻槽4的结构和设置方式与上述第一实施例不同,其余相同。具体为爆破主体2与所述固定部1的连接处设置有一个刻槽4,刻槽4数量为一个时,刻槽4为弧形结构。具体为爆破主体2与所述固定部1的连接处设置有一个弧形刻槽4,弧形刻槽4围绕所述爆破主体2与所述固定部1的连接处设置。如图4所示,弧形刻槽4包括第一端和第二端,第一端为弧形刻槽4的头部,第二端为弧形刻槽4的尾部,在第一端和第二端之间未设置刻槽4,此结构具有防止电池内部压力急速升高,防爆片爆破时破裂区飞溅的作用。
需要说明的是,上述实施例中的多个刻槽4的数量是指刻槽4的数量至少2个。
另一方面,本申请提供一种电池,包括上述所述的防爆片。
本申请提供的电池,防爆片焊接在电池的防爆凹槽中,在提高防爆片结构强度的同时,也防止或减少防爆片形变的发生,保证爆破压力阈值稳定性,在电池内部压力增大到防爆片的阈值时,防爆片正常破裂,使得电池内部的气体得到释放,保证电池的安全性能。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换。而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (12)
1.一种防爆片,其特征在于,包括爆破主体,所述爆破主体上形成有薄弱区和多个加强筋,所述加强筋于所述爆破主体的一侧形成有凹槽,所述加强筋于所述爆破主体的另一侧形成有凸起,所述加强筋至少部分围合形成加强区域,所述加强区域的部分区域向靠近所述加强区域的中部收缩。
2.根据权利要求1所述的防爆片,其特征在于,多个所述加强筋均不与所述爆破主体的外周相交,多个所述加强筋围合形成所述加强区域,所述加强区域包括两个第一变形区,两个所述第一变形区相连接,在第一方向上所述第一变形区向靠近两个所述第一变形区相连接的方向收缩;
或,多个所述加强筋围合形成所述加强区域,所述加强区域包括第二变形区和两个第一变形区,所述第二变形区设置在两个所述第一变形区之间,在第一方向上所述第一变形区向靠近所述第二变形区的方向收缩。
3.根据权利要求2所述的防爆片,其特征在于,多个所述加强筋分别为弧型加强筋组和条形加强筋组,所述弧型加强筋组包括多个第一圆弧加强筋和多个第二圆弧加强筋,多个所述第一圆弧加强筋分别位于所述爆破主体的两端,所述条形加强筋组包括多个直线型加强筋,多个所述直线型加强筋位于多个所述第一圆弧加强筋之间,且每个所述第一圆弧加强筋的两端分别与所述直线型加强筋连接,多个所述直线型加强筋相交于一点,
或,多个所述直线型加强筋的延伸线相交于一点,位于同侧的两个所述直线型加强筋通过所述第二圆弧加强筋连接。
4.根据权利要求3所述的防爆片,其特征在于,多个所述第一圆弧加强筋分别为第一半圆弧加强筋和第二半圆弧加强筋,多个所述第二圆弧加强筋分别为第一圆弧段调节型加强筋和第二圆弧段调节型加强筋,多个所述直线型加强筋分别为第一直线段加强筋、第二直线段加强筋、第三直线段加强筋和第四直线段加强筋;
所述第一半圆弧加强筋和所述第二半圆弧加强筋分别位于所述爆破主体的两端,且所述第一半圆弧加强筋的圆心和所述第二半圆弧加强筋的圆心位于所述第一半圆弧加强筋和所述第二半圆弧加强筋之间;所述第一直线段加强筋和所述第二直线段加强筋分别与所述第一半圆弧加强筋的两端连接,形成一个所述第一变形区;所述第三直线段加强筋和所述第四直线段加强筋分别与所述第二半圆弧加强筋的两端连接,形成另一个所述第一变形区;
所述第一直线段加强筋和所述第三直线段加强筋同侧设置,所述第一直线段加强筋和所述第三直线段加强筋通过所述第一圆弧段调节型加强筋连接,所述第二直线段加强筋和所述第四直线段加强筋同侧设置,所述第二直线段加强筋和所述第四直线段加强筋通过所述第二圆弧段调节型加强筋连接,所述第一圆弧段调节型加强筋和所述第二圆弧段调节型加强筋之间形成所述第二变形区。
5.根据权利要求4所述的防爆片,其特征在于,所述第一直线段加强筋、所述第二直线段加强筋、所述第三直线段加强筋和所述第四直线段加强筋的延伸线相交于一点,且交点位于所述第一半圆弧加强筋和所述第二半圆弧加强筋的圆心连线上。
6.根据权利要求5所述的防爆片,其特征在于,所述薄弱区设置在所述加强筋外周,或所述薄弱区设置在所述爆破主体的外周,所述薄弱区包括至少一个刻槽,所述刻槽的截面为梯形或V形。
7.根据权利要求6所述的防爆片,其特征在于,所述防爆片还包括固定部,所述固定部设置在所述爆破主体的外周,所述固定部与所述爆破主体的连接处设置所述薄弱区;所述固定部结构为跑道型,
所述刻槽数量为一个时,所述刻槽为环形或弧形;
所述刻槽数量为多个时,所述刻槽为弧形,多个所述刻槽间隔设置在所述爆破主体与所述固定部的连接处。
8.根据权利要求6所述的防爆片,其特征在于,所述刻槽包括第一刻槽和第二刻槽,所述第一刻槽的深度小于所述第二刻槽的深度,所述第一刻槽和所述第二刻槽间隔设置。
9.根据权利要求7所述的防爆片,其特征在于,所述固定部两端设置有第一半圆弧段和第二半圆弧段,所述第一半圆弧段的圆心和所述第二半圆弧段的圆心位于所述第一半圆弧段和第二半圆弧段之间,所述第一半圆弧段的圆心、所述第二半圆弧段的圆心、所述第一半圆弧加强筋的圆心和所述第二半圆弧加强筋的圆心在所述爆破主体方向上的投影位于同一条直线上。
10.根据权利要求3所述的防爆片,其特征在于,所述第一圆弧加强筋、所述第二圆弧加强筋和所述直线型加强筋均冲压成型,所述第一圆弧加强筋背离电芯的一侧的凸起高度、所述第二圆弧加强筋背离电芯的一侧的凸起高度和所述直线型加强筋背离电芯的一侧的凸起高度均为0.08mm~0.12mm,所述第一圆弧加强筋背离电芯的一侧的宽度、所述第二圆弧加强筋背离电芯的一侧的宽度和所述直线型加强筋背离电芯的一侧的宽度均为0.3mm-0.6mm。
11.根据权利要求1所述的防爆片,其特征在于,所述防爆片包括如下a至k中的至少一个技术特征:
a.所述薄弱区具有刻槽,所述刻槽整体呈环状或者具有缺口的环状;
b.所述加强筋及所述加强区域均位于所述薄弱区内,且均位于由所述刻槽形成的所述环状内部;
c.所述防爆片整体具有跑道型形状;
d.呈跑道型形状的所述防爆片的宽长比为1/3至2/3;
e.所述薄弱区具有刻槽,所述刻槽整体呈环状或者具有缺口的环状,所述环状或者所述具有缺口的环状均具有跑道型形状;
f.所述加强筋围合形成封闭闭环的加强区域,或者所述加强筋围合形成具有缺口的大部分闭环的加强区域;
g.所述加强区域在未收缩前的形状呈跑道状,所述加强区域的收缩区域为跑道状的直边区域中的至少一侧;
h.所述加强区域在未收缩前的形状呈跑道状,所述加强区域的收缩区域为跑道状的直边区域中的两侧;所述收缩区域收缩后的最小直径为收缩前宽度的1/6至1/2;
i.所述加强区域在未收缩前的形状呈跑道状,所述收缩区域为跑道状的直边区域的整个直边区域;
j.所述收缩区域的最小直径处位于所述防爆片的中部;
k.所述薄弱区具有刻槽,所述刻槽整体呈跑道环状或者具有缺口的跑道环状,所述加强区域在未收缩前的形状呈跑道状,所述加强区域的收缩区域为跑道状的直边区域中的整个直边区域,所述加强区域在未收缩前的跑道状距离所述刻槽的跑道环状的间距为所述刻槽的跑道环状的宽度的1/5至3/5。
12.一种电池,其特征在于,包括权利要求1-11任意一项所述的防爆片。
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN117748049A (zh) * | 2024-02-06 | 2024-03-22 | 蜂巢能源科技股份有限公司 | 防爆阀及电池 |
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2023
- 2023-06-27 CN CN202310773850.4A patent/CN116799426A/zh active Pending
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